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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 s8(Z&pQ  
    hRuiuGC  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 4Ty?>'*|  
    ;0_T\{H"nR  
    建立系统 Nkb%4ofKqu  
    N''xdz3Z  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 1<x5{/CZ  
    `ci  P  
    dh]Hf,OLF  
    u@D5SkT  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ~jKIuO/  
             j*8Ze!^  
         GAH<  
                   OtL~NTY  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 2 br>{^T  
    Flpl,|n a  
    J8FzQ2  
    mn1!A`$  
    :fX61S6)  
    DDIRJd<J  
    >.39OQ#  
     U'b}%[  
    hTAc}'^$  
        
    7g8\q@',  
    分析 )e[q% %ks  
    QN;NuDHN  
    这个系统的点扩散函数: jMWTNZ  
      •    Log (Normal PSF) lKQjG+YF  
    •    λ = 0.55 mm :;#^gv H  
    •    0.32 waves 3rd order spherical h Q Att  
    •    EPD = 10 mm Mf"(P.GIS  
    •    f/# = 9.68 ;,/G*`81B  
    点扩散函数如下图: 6UN{Vjr%`  
    ~&0lWa  
    E]{0lG`l  
           ! , ]Fx  
    U2_;  
    系统的点扩散函数是: T}p|_)&y  
    •     Log (Normal PSF) JKYtBXOl  
    •     λ = 0.55 mm fm%4ab30T  
    •     1 wave 3rd order spherical Qc9[/4R>  
    •     EPD = 13.31 mm P'5Lu  
    •     f/# = 7.27 4wS!g10}  
    点扩散函数如下图: |Qpo[E }a  
    w0>5#j q#r  
    $43CNnf3N  
    @uxg;dyI~  
    演算 kyB>]2  
    <+ <o X"I  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 5*"WS $  
               m&*0<N  
    ' wLW`GX.  
    k3 '5Ei  
    在这个等式中变量定义如下: <1V>0[[e  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) |<YF.7r;  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) @$ )C pg  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx huin?,eGz  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); F>u/Lh!  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) kx0w?A8-  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) :OaGdL   
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) s;[64ca]Q  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 >vfLlYx  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 wzI*QXV2s  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 9 Xh<vh8&  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) YBk* CW9  
    •     F == focal length(焦距 { 6*UtG  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) {>&M:_`k  
    z\IZ5'  
    比较 \y/0)NL\  
    6`'KM/   
    在下图中: /P{'nI  
    透镜EPD=10mm 1$c[G}h  
    截止频率=184lp/mm }Oy/F  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 3V/|"R2s  
         $)O\i^T  
    # f{L;  
    在下面的图表中: wlX K2D  
    透镜EPD=13.31 mm H: ;S1D  
    截止频率=250 lp/mm |SsmVW$B|  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm ) nn v{hN  
         kL}*,8s{  
    zL:k(7E  
    k*T&>$k}^  
    杂散光对评价函数的影响
    QTI^?@+N>  
    /%^^hr  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 LTio^uH  
    ^#j{9FpPs  
    1b"3]?  
    $5yH8JU  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响:  -Ly A  
    g>Kh? (  
    Il s^t  
     
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